JP2001257611A - 信号検出装置 - Google Patents
信号検出装置Info
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Abstract
機のIF出力に基づき信号の出現あるいは消滅を検出で
きるとともに、信号のCN比も簡易に測定することがで
きる信号検出装置を提供する。 【解決手段】 受信機11は、入力された信号を局部発
振周波数信号により中間周波数信号に変換しこの中間周
波数信号をIFフィルタ113を介して出力し、FFT
処理部13は、受信機11からの中間周波数信号に対し
て高速フーリエ変換処理を行い高速フーリエ変換出力を
出力し、レベル判定部17は、高速フーリエ変換出力に
おける中間周波数通過帯域内の各スペクトラムデータの
値に基づいて入力された信号の出現または消滅を判定す
る。
Description
において自動受信等を行うため、信号の出現と消滅を自
動的に判定するとともに、信号のレベル(ノイズレベル
に対する信号レベルの比を表すCN比)を簡易に測定し
て表示する信号検出装置に関する。
レベルの範囲(いわゆるダイナミックレンジ)を広く取
るため、AGC(自動利得制御)機能を有している。こ
のAGC機能は、強い入力信号に対しては利得を減少さ
せ、弱い入力信号に対しては利得を増加させることによ
り、受信機の出力における振幅レベルを一定にするもの
である。
体的には、中間周波増幅回路から出力される電圧を検波
して入力信号レベルに応じたAGC電圧を得て、このA
GC電圧を高周波あるいは中間周波増幅回路に帰還する
ことで、高周波あるいは中間周波増幅回路の利得を自動
的に調整し、受信機の出力の振幅レベルを一定にしてい
る。
号時でも信号入感時でも、AGC機能によりその振幅レ
ベルがほぼ一定に保たれてしまうので、受信機の出力点
における信号レベルの変化によって、信号の出現または
消滅を判定することは困難であった。
であるAGC電圧や、同じくスケルチ信号等を利用し
て、信号の出現または消滅の判定や入力レベル判定を行
っていた。
うなAGC電圧やスケルチ信号等の制御信号は、受信機
内部の信号であるため、もともと当該制御信号が存在し
ない場合があり、また、制御信号が存在しても外部には
出力できない場合もある。あるいはインタフェース条件
が合わない場合が多く、これらを利用して信号の出現を
判定することは困難であった。
れたもので、AGC機能の有無を問わず、無線通信用受
信機の中間周波数出力(以下、IF出力と略称する。)
に基づき信号の出現あるいは消滅または有無を検出でき
るとともに、信号のCN比も簡易に測定することができ
る信号検出装置を提供することにある。
するために以下の構成とした。本発明の信号検出装置
は、入力された信号を中間周波数信号に変換しこの中間
周波数信号を中間周波数通過帯域フィルタを介して出力
する受信機と、この受信機からの中間周波数信号に対し
て高速フーリエ変換処理を行い高速フーリエ変換出力を
出力する高速フーリエ変換手段と、この高速フーリエ変
換手段からの高速フーリエ変換出力における中間周波数
通過帯域内の各スペクトラムデータの値に基づいて前記
入力された信号の出現または消滅を判定する信号判定手
段とを備えることを特徴とする。
が、受信機からの中間周波数信号に対して高速フーリエ
変換処理を行い高速フーリエ変換出力を出力すると、信
号判定手段は、高速フーリエ変換出力における中間周波
数通過帯域内の各スペクトラムデータの値に基づいて入
力信号の出現または消滅を判定する。すなわち、ある帯
域幅を持つ信号が入力されると、信号帯域内のレベルと
信号帯域以外の中間周波数通過帯域内のレベルとにおい
てレベル差が発生するので、このレベル差によって、A
GC機能の有無を問わず、信号の出現または消滅を判定
することができる。
ーリエ変換出力における中間周波数通過帯域内のスペク
トラムデータの値に基づいて入力された信号の強度を測
定し、入力された信号の強度をレベル表示するレベル表
示手段を備えることを特徴とする。これにより、信号の
CN比も簡易に測定することができる。
の実施の形態について説明する。
信機からのIF出力またはプロダクト検波後の音声出力
に基づき信号の出現あるいは消滅を検出できるととも
に、信号のCN比も簡易に測定する。なお、IF出力あ
るいは検波後の音声出力は、デジタル出力であっても、
あるいはアナログ出力であっても良い。ここでは、一般
的な例としてアナログIF出力をデジタル信号に変換し
た後にデジタル信号処理を行う場合について説明する。
ロック図である。図1に示す信号検出装置は、受信機1
1と、A/D変換器13、高速フーリエ変換処理部(以
下、FFT処理部と略称する。)15、レベル判定部1
7、及びレベルメータ19を備えて構成されている。
する局部発振器111と、この局部発振器111からの
局部発振周波数信号によりアンテナ1から入力された信
号を中間周波数信号(以下、IF信号と略称する。)に
変換する周波数変換器112と、この周波数変換器11
2からのIF信号に対して中間周波数帯域(IF帯域)
のみを通過させる中間周波数通過帯域フィルタとしての
IFフィルタ113と、このIFフィルタ113を通過
したIF信号を所定のレベルまで増幅するIFアンプ1
14とを備えている。前記中間周波数信号の周波数は、
入力された信号の周波数と局部発振周波数信号の周波数
との差周波数からなる。
F信号をデジタル信号に変換してデジタルIF信号をF
FT処理部15に出力する。FFT処理部15は、A/
D変換器13からのデジタルIF信号に対して高速フー
リエ変換処理を行い、デジタルIF信号を周波数分析し
た高速フーリエ変換出力(以下、FFT出力と略称す
る。)をレベル判定部17に出力する。
段に相当し、FFT処理部15からのFFT出力におけ
るIF通過帯域内の各スペクトラムデータの値に基づい
て入力された信号の出現または消滅を判定する。レベル
メータ19は、本発明のレベル表示手段に相当し、FF
T処理部15からのFFT出力におけるIF通過帯域内
のスペクトラムデータの値に基づいて入力された信号の
強度を測定し、入力された信号の強度をレベル表示す
る。
動作を説明する。まず、受信機11からのIF信号は、
A/D変換器13によりあるサンプルレートの離散デジ
タル信号に変換される。このデジタル信号は、必要に応
じて所定の帯域幅を処理するのに都合の良いサンプルレ
ートに変換されてデジタルIF信号となる。ここでは、
例えば、受信機11からのIF信号を、直交ベースバン
ド信号に変換するものとする。
デジタルIF信号(直交ベースバンド信号)は、FFT
処理部15によりFFT処理されて、そのFFT出力に
はスペクトラムデータが得られる。
内で観測すると、一般に、変調信号は、ある信号帯域幅
を持っているため、その帯域内では大きなレベル差(周
波数振幅特性上で)は生じない。しかし、信号帯域外で
のスペクトラムエネルギーは、一般的に急激に減少す
る。
声出力における周波数特性は、一般に受信機11内のI
Fフィルタ114の特性により決定される。無信号状態
の場合には、受信機入力の雑音成分(外来雑音と内部熱
雑音)が増幅されて出力されるが、一般に雑音成分は、
周波数特性が平坦である。従って、ほぼIFフィルタ1
14の周波数振幅特性によって定まる雑音スペクトラム
が得られる。
示すように、IFフィルタ114のIF通過帯域BW1
(周波数f1〜周波数f2)内に着目すると、振幅特性
はほぼ平坦であるので、例えば最大値P1と最小値P2
のレベル差は小さい。
を持った信号が入力されると、図3に示すように、その
信号が占有する信号帯域BW2(周波数f3〜周波数f
4)内のレベルP3と信号帯域BW2以外のIF通過帯
域BW1内のレベルP4とにおいて、レベル差が大きく
生じる。
帯域内の例えば、最大値P3と最小値P4とのレベル差
を測定し、測定されたレベル差があるスレッショルド値
以上か否かを判定し、差値がスレッショルド値以上であ
る場合には信号が出現したと判定し、差値がスレッショ
ルド値未満である場合には信号が消滅したと判定する。
すなわち、信号の出現または消滅を判定することができ
る。また、信号の存在の有無も判定できる。
ル差情報は、信号強度情報を表しており、この信号強度
情報は、信号のC/N比に相当する。このため、レベル
メータ19がレベル判定部17で測定されたレベル差情
報をレベル表示することで、信号のC/N比を測定する
ことができる。
定時間毎にFFT処理して各FFT出力を求め、各FF
T出力におけるIF通過帯域での信号強度情報を求め、
求められた複数の信号強度情報の平均値を求め、この平
均値を用いて信号の出現を判定することもできる。
置によれば、受信機11からのIF信号をFFT処理
し、FFT出力におけるIF通過帯域内の各スペクトラ
ムデータの値に基づいて入力された信号の出現または消
滅を判定し、IF通過帯域内のスペクトラムデータの値
に基づいて入力された信号の強度を測定し入力された信
号の強度をレベル表示するので、AGC機能の有無を問
わず、信号の出現あるいは消滅を検出できるとともに、
信号のC/N比も簡易に測定することができる。
号帯域幅は、IF通過帯域幅よりも狭くても良く、ある
いは広くても良く、信号帯域内のスペクトラム形状にお
いてレベル差がある程度存在すれば、信号の出現を検出
することができる。
号検出装置の第2の実施の形態を説明する。図4は第2
の実施の信号検出装置の構成ブロック図である。図4に
示す信号検出装置は、図1に示す信号検出装置の構成に
対して、A/D変換器13とFFT処理部15との間に
周波数弁別器21を追加したことを特徴とする。
は、本発明の周波数弁別手段に相当し、A/D変換器1
3からのデジタルIF信号の周波数変化に応じて振幅を
変化させることにより周波数復調されたFM復調信号
(入力された信号に相当)を出力する。
得られたFM復調信号に対して高速フーリエ変換処理を
行い、FM復調信号を周波数分析したFFT出力をレベ
ル判定部17に出力する。
らのFFT出力におけるスペクトラム上で特定の帯域内
のレベルを測定し、測定されたレベルの値に基づいて入
力された信号の出現または消滅を判定する。レベルメー
タ19は、レベル判定部17で測定されたレベルの値に
基づいて入力された信号の強度を測定し、入力された信
号の強度をレベル表示する。
検出装置のその他の構成は、第1の実施の形態の信号検
出装置の構成と同一構成であり、同一部分には同一符号
を付するものとする。
態の信号検出装置の動作を説明する。まず、周波数弁別
器21は、A/D変換器13からのデジタルIF信号の
周波数変化に応じて振幅を変化させたFM復調信号を得
る。
器21からのFM復調信号をFFT処理してFFT出力
を得る。このとき、得られたFFT出力、すなわち、各
周波数に対するFM復調出力ノイズレベルを図5に示
す。
時、C/Nに応じて周波数とともにノズルレベルが上昇
するいわゆる三角雑音が得られる。図5に示すように、
無変調キャリア(C/N=60dBHz)、無変調キャ
リア(C/N=80dBHz)の場合には、C/Nに応
じて周波数とともにノズルレベルが上昇しているのがわ
かる。また、無信号時(C/N=0dBHz)の場合に
は、ノイズレベルは、図5に示すように、ほぼ平坦な周
波数特性で得られる。
15で得られたFFT出力において、特定の周波数ポイ
ント群(例えば直流DC付近)におけるレベルを測定す
る。例えば、無信号時に周波数f0におけるレベルN
1(約25dB)を測定し、無変調キャリア(C/N=
60dBHz)時に周波数f0におけるレベルN2(約
−40dB)を測定し、無変調キャリア(C/N=80
dBHz)時には周波数f 0におけるレベルN3(約−6
0dB)を測定する。この場合、レベルが正の値の場合
には、信号の出現と判定でき、レベルが負の値の場合に
は、信号の消滅と判定することができる。従って、レベ
ルの値によって信号の出現を判定することができる。
受ける場合、そのFM復調出力の特性は予め予測できる
ので、FFT出力で既知パターンとの相関処理等を施し
て目的の信号のみを検出するといった方法を用いても良
い。
の平均値間のレベル差を求め、このレベル差に基づいて
信号の出現を判定することもできる。
部17で測定されたレベルの値に基づいて入力された信
号の強度を測定し、入力された信号の強度をレベル表示
する。これを図5に示す例で説明する。無信号時のレベ
ルN1(約25dB)と、無変調キャリア(C/N=6
0dBHz)のレベルN2(約−40dB)とのレベル
差は、65dBであり、略C/N比となる。また、無信
号時のレベルN1(約25dB)と、無変調キャリア
(C/N=80dBHzのレベルN3(約−60dB)
とのレベル差は、85dBであり、略C/N比となる。
このため、レベルメータ19により前記レベル差を表示
することで、C/N比を表示することができる。
FT処理により信号の出現を判定することは、従来から
一般に用いられているノイズスケルチと同様の概念では
あるが、FFT出力のスペクトラム情報を利用すること
により、所望の信号に合わせて選択的に判定に使用する
スペクトラムを選択できるという点で、自由度が増すと
いう特長がある。
AGC機能の有無を問わず、無線通信用受信機のIF出
力に基づき信号の出現あるいは消滅を検出できるととも
に、信号のCN比も簡易に測定することができる信号検
出装置を提供することができる。
ある。
る。
ある。
M復調出力ノイズレベルを示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 入力された信号を中間周波数信号に変換
しこの中間周波数信号を中間周波数通過帯域フィルタを
介して出力する受信機と、 この受信機からの中間周波数信号に対して高速フーリエ
変換処理を行い高速フーリエ変換出力を出力する高速フ
ーリエ変換手段と、 この高速フーリエ変換手段からの高速フーリエ変換出力
における中間周波数通過帯域内の各スペクトラムデータ
の値に基づいて前記入力された信号の出現または消滅を
判定する信号判定手段と、を備えることを特徴とする信
号検出装置。 - 【請求項2】 前記高速フーリエ変換手段からの前記高
速フーリエ変換出力における中間周波数通過帯域内のス
ペクトラムデータの値に基づいて前記入力された信号の
強度を測定し、前記入力された信号の強度をレベル表示
するレベル表示手段を備えることを特徴とする請求項1
記載の信号検出装置。 - 【請求項3】 入力された信号を中間周波数信号に変換
しこの中間周波数信号を中間周波数通過帯域フィルタを
介して出力する受信機と、 この受信機からの中間周波数信号の周波数変化に応じて
復調信号を得る周波数弁別手段と、 この周波数弁別手段からの復調信号に対して高速フーリ
エ変換処理を行い高速フーリエ変換出力を得る高速フー
リエ変換手段と、 この高速フーリエ変換手段で得られた高速フーリエ変換
出力におけるスペクトラム上の特定の帯域内のデータの
値に基づいて前記入力された信号の出現または消滅を判
定する信号判定手段と、を備えることを特徴とする信号
検出装置。 - 【請求項4】 前記高速フーリエ変換手段からの前記高
速フーリエ変換出力におけるスペクトラム上の特定の帯
域内のデータの値に基づいて前記入力された信号の強度
を測定し、前記入力された信号の強度をレベル表示する
レベル表示手段を備えることを特徴とする請求項3記載
の信号検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000066758A JP3798596B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 信号検出装置 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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ID=18586064
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009135757A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Kenwood Corp | 無線受信装置 |
JP2013078413A (ja) * | 2011-10-03 | 2013-05-02 | Tokyo Metropolitan Univ | 身体情報測定装置及び身体情報測定方法 |
JP2014140137A (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Nec Corp | 無線通信装置、分析装置、分析方法及びプログラム |
JP2015023366A (ja) * | 2013-07-18 | 2015-02-02 | 日本無線株式会社 | 電力推定装置および品質評価装置 |
JP2016170106A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 三菱電機特機システム株式会社 | 周波数アジャイル型レーダビーコン装置及びその運用方法 |
-
2000
- 2000-03-10 JP JP2000066758A patent/JP3798596B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US9590672B2 (en) | 2013-01-21 | 2017-03-07 | Nec Corporation | Method for determining threshold value of radio wave intensity for distinguishing noise in radio waves, and related wireless communication apparatus, analysis apparatus, and non-transitory computer readable medium |
JP2015023366A (ja) * | 2013-07-18 | 2015-02-02 | 日本無線株式会社 | 電力推定装置および品質評価装置 |
JP2016170106A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 三菱電機特機システム株式会社 | 周波数アジャイル型レーダビーコン装置及びその運用方法 |
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